Sistemul de Viziune Computațională Analizează Automat Celulele

Un nou sistem de viziune computațională dezvoltat de cercetători de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) permite analiza automată a videourilor biomedicale capturate prin microscopie. Sistemul caracterizează și descrie comportamentul celulelor din imagini.

Tehnica nou dezvoltată a fost utilizată pentru măsurători pe țesuturi vii, efectuate de către oameni de știință de la Centrul Național pentru Cercetarea Cardiovasculară. Prin această cercetare, echipa a descoperit că neutrofilele, un tip de celulă imună, prezintă comportamente diferite în sânge în timpul proceselor inflamatorii. Mai mult, ei au constatat că unul dintre procese este asociat cu boala cardiovasculară.

Cercetarea a fost publicată în revista Nature.

Permite Tratamente Noi

Aceste dezvoltări ar putea permite noi tratamente pentru minimizarea impactului atacurilor de cord.

Profesorul Fernando Díaz de María este șeful Grupului de Procesare Multimedia UC3M și unul dintre autorii cercetării.

“Contribuția noastră constă în proiectarea și dezvoltarea unui sistem complet automat, bazat pe tehnici de viziune computațională, care ne permite să caracterizăm celulele studiate prin analiza videourilor capturate de biologi folosind tehnica microscopiei intravitale,” spune María.

În timp ce studiile biologice tradiționale sunt adesea susținute de analize ale câtorva sute de celule caracterizate manual, noua studiu a implicat măsurători automate ale formei, mărimii, mișcărilor și poziției relative a vasului de sânge a câtorva mii de celule. Acest lucru face posibilă finalizarea analizei biologice avansate care are o semnificație statistică mai mare.

Avantajele Noului Sistem

Cercetătorii spun că noul sistem are diverse avantaje atât în ceea ce privește timpul, cât și precizia.

Ivan González Díaz este profesor asociat în Departamentul de Teorie a Semnalelor și Comunicații de la UC3M. El este, de asemenea, unul dintre membrii echipei de cercetare.

“Nu este fezabil ca un biolog expert să segmenteze și să urmărească celulele pe video timp de luni. Pe de altă parte, pentru a oferi o idee aproximativă (deoarece depinde de numărul de celule și adâncimea volumului 3D), sistemul nostru necesită doar 15 minute pentru a analiza un videoclip de 5 minute,” spune Díaz.

Echipa a folosit rețele neuronale profunde pentru segmentarea și detectarea celulelor. Pentru a implementa sistemul în noul context, echipa a trebuit să genereze multe exemple de antrenament, iar sistemul a trebuit să incorporeze diverse tehnici statistice și modele geometrice.

Sistemul necesită un software versatil care poate fi adaptat la alte probleme.

Miguel Molina Moreno este unul dintre cercetători.

“De fapt, suntem deja aplicând această tehnologie în alte scenarii diferite, studiind comportamentul imunologic al celulelor T și celulelor dendritice în țesuturi canceroase. Și rezultatele provizorii sunt promițătoare,” spune Moreno.